كيف يعمل ضباب الماء؟

لينتشر الحريق، يعتمد على وجود العناصر الثلاثة في مثلث الحريق، الأكسجين والحرارة والمواد القابلة للاشتعال. يمكن لإزالة أي من هذه العناصر قمع الحريق أو إطفاؤه.

مثلث الحريق

Fire Triangle

تقوم الضبابية المائية بإزالة الحرارة وتشتيت الأكسجين داخل المثلث. وتحقق ذلك عن طريق تشتيت الماء من خلال فوهات مصممة خصيصًا بضغوط منخفضة أو متوسطة أو عالية. عمومًا، مع زيادة ضغط النظام، يقل حجم قطرات الماء. وهذا، بدوره، يزيد بشكل كبير من المساحة السطحية الإجمالية للماء وبالتالي يؤدي إلى إنتاج مزيد من البخار، مما يزيل المزيد من الطاقة من الحريق. لا ينبغي تجاهل تأثير البخار كوكيل لإطفاء الحرائق - عندما يتحول الماء إلى بخار، يتمدد بنسبة 1700 مرة حجمه. وقد تم استخدام أنظمة إزالة الأكسجين في تطبيقات البحر وفي محطات توليد الطاقة باستخدام الفحم.

ظاهرة فيزيائية أخرى موثقة هي أن القطرات تعمل أيضًا كحاجز للحرارة الإشعاعية من الحريق.

يحتاج 335 كيلوجول لتسخين لتر واحد من الماء من 20 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية و2257 كيلوجول لتحويل لتر واحد من الماء إلى بخار. يتمدد الماء 1700 مرة عند التبخر، لذا تقدم القدرة العالية على امتصاص الطاقة لقطرات الماء الصغيرة تبريدًا سريعًا وتخفيف الأكسجين وهو سمة فريدة للضبابية المائية.

Watermist cooling effect

تأثير تبريد الضبابية المائية تكون الضبابية المائية فعّالة في القمع من خلال التبريد والإختناق بالنار، وليس أساسًا من خلال التبليل (التبليل آلية ثانوية)، وهو الحال مع أنظمة القطرات الكبيرة (مثل نظم الرش التي تعتمد أساسًا على الجاذبية).

تم تصميم أنظمة الضبابية المائية بحيث يمكن أن يحدث ذلك بعدة طرق، ومثال غير حصري على ذلك هو:

  • فوهات عالية السرعة وذات اتجاه توجيهي في حمل النار من الأعلى و/أو الجوانب لتوليد كمية كافية من الزخم للتغلب على التيار الصاعد، لمعالجة المخاطر محلياً.
  • توجيه الفوهات بالقرب من قاع الحريق بحيث يتم سحب الضباب المائي إلى جبهة اللهب. وبالتالي، تستفيد الضبابية المائية من مبدأ أرخميدس حيث يرتفع الهواء الساخن وأقل كثافة، ويتم سحب الهواء البارد إلى قاعدة الحريق.
  • نشر الضباب في حجرة مغلقة بحيث يجر الضباب المائي غازات الحريق، ويتمدد ويختنق الحريق.

يعني ذلك أيضًا أن فوهات الضباب المائي ليست بالضرورة مثبتة على سقف الأماكن، فإنها تعتمد على التطبيق والاستخدام المقصود. يعني ذلك أيضًا أن فوهات الضباب المائي نادرًا ما تبدو متشابهة لأنها مصممة خصيصًا لتكون محددة للتطبيق والتشغيل. يتم تصميم بعضها لتكون اتجاهية لتقديم نمط رش محدد في مخاطر محمية بينما يتعين على البعض الآخر توفير ضباب متناثر لحماية الحجم. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم بعضها لأغراض محددة مثل فوهات الجدران الجانبية لحماية الغرف أو لتوفير ستائر مائية في مباني القاعات لتطبيقات السلامة الحيوية. حتى هناك فوهات مصممة خصيصًا لحماية فراغ الأرض في مراكز البيانات.

تحكم تصميم الفوهة أيضًا بنوع خطر الحريق الذي تم تثبيتها لحمايته، ويختلف ذلك اعتمادًا كبيرًا على ما إذا كانت الفوهة مصممة للتحكم أو القمع أو إطفاء الحريق.